【文章內(nèi)容簡介】 透墻壁，故不同房間的家用電器可使用通用的遙控器而不會產(chǎn)生相互干擾；電路調(diào)試簡單，只要按給定電路連接無誤，一般不需任何調(diào)試即可投入工作；編解碼容易，可進行多路遙控。由于各生產(chǎn)廠家生產(chǎn)了大量紅外遙控專用集成電路，需要時按圖索驥即可。因此，現(xiàn)在紅外遙控在家用電器、近距離（小于10米）遙控中得到了廣泛的應(yīng)用[12]。 紅外遙控系統(tǒng)主要由紅外遙控發(fā)射裝置、紅外接收設(shè)備、遙控微處理機等組成。因此，遙控系統(tǒng)是一涉及單片機的數(shù)字系統(tǒng)。而通用紅外遙控系統(tǒng)由發(fā)射和接收兩大部分組成。使用專門編碼/解碼IC來進行來進行操作控制，發(fā)射部分包括鍵盤矩陣、編碼調(diào)制、LED紅外發(fā)送器；接收部分包括光/電轉(zhuǎn)換放大器、解調(diào)、解碼電路[13]。紅外遙控系統(tǒng)圖如下圖14所示。 圖14 紅外遙控系統(tǒng)圖智能排氣扇系統(tǒng)中采用紅外遙控技術(shù)，在設(shè)計過程中，遙控面板上設(shè)置8個控制按鍵，分別為五個等級的風扇轉(zhuǎn)速以及兩個初始值按鍵加減鍵能設(shè)置，其中五個風扇轉(zhuǎn)速由PWM占空比0、1/1/3/1時的電壓值驅(qū)動風扇以不同等級轉(zhuǎn)動，而在對溫度給定值設(shè)置時則采用增減按鍵對其進行設(shè)置，以使系統(tǒng)能夠?qū)崟r測定當前溫度，并對室內(nèi)溫度進行調(diào)節(jié)，驅(qū)使風扇轉(zhuǎn)動，最終使室內(nèi)溫度達到正常[11]。省下一個設(shè)置為OK鍵，以設(shè)定紅外程序初始值的設(shè)置。在該智能排氣扇系統(tǒng)軟件設(shè)計中，紅外遙控設(shè)計思路為，先對定時器初始化，將外部中斷使能，啟動外部中斷，當有紅外遙控信號出發(fā)外部中斷時，系統(tǒng)將處理紅外信號碼值，然后進行識別散轉(zhuǎn)，通過對紅外遙控鍵盤的按鍵設(shè)置，和相應(yīng)的按鍵功能，執(zhí)行對應(yīng)的按鍵處理。在對風扇轉(zhuǎn)速的設(shè)計中，可以利用紅外遙控功能，出發(fā)外部中斷，當設(shè)定了不通的PWM占空比時，使能各個不同按鍵，風扇則以不同速率運轉(zhuǎn)。本系統(tǒng)中紅外遙控控制子程序設(shè)計流程圖如下圖15所示。圖15紅外遙控程序流程圖按鍵控制模塊主要有兩個獨立按鍵構(gòu)成，在單片機系統(tǒng)中，在需要的按鍵比較少的情況下，通常都使用獨立按鍵，而在本系統(tǒng)中，設(shè)置按鍵的增減幅值。、單片機循環(huán)掃描，、則執(zhí)行相應(yīng)的按鍵程序。按鍵具體連線圖如下圖16所示。圖16 按鍵接線圖在對溫度初始值給定設(shè)置時，通過兩個按鍵對溫度閥值進行控制，由流程圖可以看出，可以通過“+”、“”兩個按鍵切實對閥值進行設(shè)定[15]。在按鍵程序中，也可以通過紅外遙控技術(shù)，對其進行控制，在對溫度閥值的設(shè)定過程中，從而實時調(diào)整當前環(huán)境溫度。該按鍵處理子程序流程圖如下圖17所示。圖17 按鍵子程序流程圖4 仿真分析及結(jié)論通過一系列的仿真分析，在對該系統(tǒng)軟件設(shè)計的過程中得到如下結(jié)果：（1）當檢測到危險氣體時，PWM占空比達到最大，驅(qū)動直流電機達到最大電壓，從而使風扇以最大功率旋轉(zhuǎn)，波形分析圖如下圖18所示。圖18 危險氣體檢測波形分析圖（2）在溫度檢測模塊程序設(shè)計中，在設(shè)計過程中，以此在軟件仿真中通過增加與降低溫度值，本系統(tǒng)中，將溫度變化值通過占空比來改變直流驅(qū)動電壓，從而改變風扇的旋轉(zhuǎn)速率。那么，在對溫度檢測過程中，有如下幾種分析：l ，由示波器運行仿真結(jié)果得到如下圖19所示的波形圖。在當前情況下，風扇轉(zhuǎn)速以最小速率旋轉(zhuǎn)，風扇基本上旋轉(zhuǎn)不動。l 當前溫度誤差為1時，示波器運行仿真結(jié)果如下圖20所示。圖20溫度增加1時波形圖在此時，PWM占空比接近于1/4，驅(qū)動風扇以25%的速率旋轉(zhuǎn)，同時發(fā)光二極管發(fā)光報警。l 當前溫度誤差為2時，示波器運行仿真結(jié)果如下圖21所示。圖21 溫度增加2時波形圖此種情況下，風扇則以50%的速率旋轉(zhuǎn)。同時發(fā)光二極管發(fā)光報警。l 當前溫度誤差為3時，示波器運行仿真結(jié)果如下圖22所示。圖22 溫度增加3時波形圖在當前狀態(tài)下，風扇則以75%的速率旋轉(zhuǎn)，同時發(fā)光二極管發(fā)光報警。l 當前溫度誤差為4是，示波器運行仿真結(jié)果分析如下圖23所示。圖23 溫度增加到4時波形圖此時，PWM占空比達到最大，風扇以100%的速率旋轉(zhuǎn)，同時發(fā)光二極管發(fā)光報警。由以上仿真分析可得出，在該智能排氣扇軟件控制系統(tǒng)中，首先檢測的是危險氣體，當當前空氣中發(fā)現(xiàn)危險氣體時，占空比以100%驅(qū)動直流電壓，進而使風扇以最大速率旋轉(zhuǎn)，當排除有害氣體后，應(yīng)有單片機復(fù)位控制鍵，對系統(tǒng)進行復(fù)位，繼續(xù)通過溫度傳感器DS18B20檢測實時溫度。通過當前檢測值與給定閥值的比較，經(jīng)過模糊控制算法，及時反饋當前溫度，改變PWM波占空比，從而使風扇旋轉(zhuǎn)速率改變，使當前環(huán)境狀態(tài)穩(wěn)定，從而達到設(shè)計目的。在整個設(shè)計過程中，由于濕度檢測模塊不能在軟件仿真中實時仿真出來，因此不再過多闡述，而在濕度檢測模塊中，可以采用PID運算程序[16]，對系統(tǒng)進行控制，改變風扇速率，以實現(xiàn)利用風扇風干環(huán)境濕度，使設(shè)計更加完善。在按鍵處理程序中，通過簡單的獨立按鍵的增減設(shè)置，對給定溫度閥值進行控制，可以對現(xiàn)實工作中環(huán)境溫度進行更好的處理。而在紅外遙控設(shè)計程序中，有很多問題還需認真解決，例如可以通過紅外遙控進行調(diào)速，還可以對按鍵進行遙控處理等。結(jié)束語在設(shè)計過程中，通過對傳感器技術(shù)、紅外遙控技術(shù)、直流電機調(diào)速技術(shù)等專業(yè)技術(shù)的學(xué)習(xí)，使我對電子專業(yè)有了全新的認識，經(jīng)過一系列的查閱資料，了解掌握單片機控制過程中的控制算法的原理以及程序流程的設(shè)計。基本上完成了設(shè)計要求和仿真調(diào)試，能夠?qū)崟r通過檢測空氣與環(huán)境質(zhì)量，切實調(diào)整風扇轉(zhuǎn)速速率，改善環(huán)境、空氣質(zhì)量。但是，在設(shè)計中也有很多不足之處，由于對算法了解不夠深入，故在算法控制上有所欠缺，以及在對環(huán)境濕度檢測時，由于仿真軟件中沒有該仿真模塊，故不能正常進行濕度檢測模塊的仿真。因此在以后的學(xué)習(xí)過程中，應(yīng)加大對這一方面的學(xué)習(xí)。在這次設(shè)計中，我既鞏固了專業(yè)知識，又學(xué)到了在智能化設(shè)計過程中的許多流程和該注意的事項，增強了電子產(chǎn)品開發(fā)的意識?，F(xiàn)在的設(shè)計方案還存在一些問題，我們暫時還不能夠解決，希望在以后的工作學(xué)習(xí)中可以學(xué)到更多。參考文獻[1] 何立民．《單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計》，航天航空大學(xué)出版社，1990年1月，2537[2] 朱清慧，張鳳蕊，翟天嵩，王志奎. 《Proteus教程—電子線路設(shè)計、制板與仿真》[M].北京：清華大學(xué)出版社，2008（9），15[3] 杜樹春,《單片機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)實例詳解》，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008年1月[4] 趙負圖，《傳感器集成電路手冊》，化學(xué)工業(yè)出版社，2004年[5] 周潤景，徐宏偉，丁莉．單片機電路設(shè)計、分析與制作．北京：機械工業(yè)出版社，2010年5月．4162[6] 馬潮.《 AVR單片機嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用實踐》[M].北京：航空航天大學(xué)出版社，2007（10），15300[7] 陳伯時，《電力拖動自動控制系統(tǒng)》，北京：機械工業(yè)出版社，2000年6月，1923[8] 李永東．PWM供電的異步電機電壓定向矢量控制．電氣傳動，1991，4（1），5256[9] 樓然苗，《51系列單片機設(shè)計實例》，北京：航空航天大學(xué)出版社，2006年2月[10] 孫增析，張再興，鄧志東．《智能控制理論與技術(shù)》．北京：清華大學(xué)出版社，2004,3846[11] 郭戈，羅志剛．多傳感器數(shù)據(jù)融合方法的研究與進展[J]．北京：機電一體化出版社，2003(5)，1217[12] Wangyong Lee Chaldea Lim A. Design and Implementation of a Remote Debugging Environment for Embedded Interne Software ［J］. Lecture Notes in Computer Science，2003[13] Denise Ombres,Jack Rosen [J].Report SPRA818. 2002[14] Wangyong Lee，Chaldea Lim A. Design and Implementation of a Remote Debugging Environment for Embedded Interne Software ［J］. Lecture Notes in Computer Science，[15] Zhang Nannun, New Control principle（in Chinese）[M], Defence Industry Publishing House, Beijing, :150167 [16] Tugomir Surina, Clyde Herrick. Semiconductor Electronics. Copyright 1964 by Holt, Rinehart and Winston, Inc.,120250附錄附錄1程序清單（1）溫度檢測模塊程序代碼C語言程序代碼//18b20初始化函數(shù)void Init_DS18B20(void){unsigned char x=0。DQ = 1。 //DQ復(fù)位delay(8)。 //稍做延時DQ = 0。 //單片機將DQ拉低delay(80)。 //精確延時 大于 480usDQ = 1。 //拉高總線delay(10)。x=DQ。 //稍做延時后 如果x=0則初始化成功 x=1則初始化失敗delay(5)。}//讀一個字節(jié)unsigned char ReadOneChar(void){unsigned char i=0。unsigned char dat =